Die Rolle von SPSen in der Fertigung im Rahmen von Industrie 4.0

Industrie 4.0 bringt Maschinen, Produktionsdaten und Unternehmenssysteme näher zusammen. Für Hersteller, die ältere Anlagen betreiben, wirft dies eine praktische Frage auf: Wie lassen sich bestehende Steuerungen in eine stärker vernetzte Fabrik integrieren?

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) spielen dabei eine wichtige Rolle. Über die Steuerung von Maschinen hinaus können SPS wertvolle Betriebsdaten liefern, die Teams dabei helfen, die Leistung zu verstehen, Fehler zu untersuchen und Verbesserungen zu planen.

Zu verstehen, welche Funktionen Ihre bestehenden SPSen unterstützen, ist ein sinnvoller erster Schritt bei der Überprüfung von Maschinen oder der Planung von Modernisierungen.

Eine SPS ist ein Industriecomputer, der Maschinen steuert. Sie empfängt Signale von Sensoren und Schaltern, führt programmierte Anweisungen aus und sendet anschließend Befehle an Geräte wie Motoren und Ventile.

Beispielsweise könnte ein Sensor auf einem Förderband ein Paket erkennen. Die Steuerung nutzt dieses Signal, um die Bewegung anzuhalten, einen Sortiermechanismus zu aktivieren oder eine andere Abfolge zu starten.

SPSen sind für industrielle Umgebungen konzipiert und führen diese Aufgaben wiederholt und zuverlässig aus.

Für ein tieferes Verständnis lesen Sie unseren Leitfaden „Was ist ein SPS-System?“

Industrie 4.0, auch bekannt als die vierte industrielle Revolution, verbindet physische Anlagen mit digitalen Systemen, um die Überwachung und Steuerung der Produktion zu verbessern.

Dabei werden Technologien wie industrielle Sensoren, Datenanalyse, Cloud Computing und künstliche Intelligenz kombiniert. Zusammen helfen diese Technologien Unternehmen dabei, zu erkennen, wie sich einzelne Prozesse auf den Gesamtbetrieb auswirken.

Ein Instandhaltungsleiter könnte einen Anlagenfehler zusammen mit dessen Auswirkungen auf die Produktion überprüfen. Produktionsplaner könnten den aktuellen Maschinenstatus nutzen, um Zeitpläne anzupassen, bevor es zu Verzögerungen kommt.

Der Mehrwert ergibt sich aus der Anwendung dieser Informationen auf konkrete Anforderungen, wie beispielsweise die Reduzierung von Stillständen, die Verbesserung der Qualität oder die Verkürzung von Umrüstzeiten.

SPSen verarbeiten bereits viele Signale, die zum Verständnis des Maschinenverhaltens erforderlich sind. Mit den richtigen Anschlüssen und der passenden Software können diese Daten an Überwachungs- und Managementsysteme weitergegeben werden.

Produktionsdaten leichter nutzbar machen

Zykluszählungen, Betriebszustände und Alarmaufzeichnungen können Probleme aufdecken, die bei den täglichen Produktionszahlen übersehen werden. Durch die Weitergabe ausgewählter Messwerte an die Überwachungssoftware erhalten Ingenieure einen klareren Überblick darüber, wann und wo Störungen auftreten.

Wiederholte kurze Förderbandstopps könnten beispielsweise auf ein Sensorproblem hindeuten, selbst wenn die Gesamtleistung akzeptabel bleibt. Beginnen Sie mit Messungen, die eine nützliche Frage beantworten, und erweitern Sie diese dann nach Bedarf.

Koordination automatisierter Produktionsaufgaben

Steuerungen verwalten Maschinenabläufe und reagieren auf sich ändernde Bedingungen. Ihre Anbindung an Produktionssysteme kann zudem dazu beitragen, die Betriebseinstellungen an den Arbeitsplan anzupassen.

Eine Verpackungslinie könnte ein freigegebenes Produktrezept erhalten, das Förderbandgeschwindigkeiten und andere Parameter enthält. Bediener können die Umstellung überwachen und müssen weniger Zeit für die manuelle Eingabe von Einstellungen aufwenden.

Dies fördert die Flexibilität, wenn Anlagen mehrere Produkte oder Chargengrößen verarbeiten.

Informationsaustausch zwischen verschiedenen Systemen

In Produktionsstätten kommen häufig Anlagen verschiedener Hersteller zum Einsatz. Kompatible Kommunikationsprotokolle ermöglichen diesen Geräten den Informationsaustausch mit Überwachungs- und Verwaltungssoftware.

OPC UA bietet einen etablierten Weg. Die Leitfäden unterSiemens beschreiben, wie unterstützte Steuerungen Prozessmesswerte und Diagnoseinformationen mit anderen Anwendungen austauschen können.

Prüfen Sie vor dem Anschluss von Anlagen die Protokollunterstützung sowie die Lizenz- und Konfigurationsanforderungen. Diese Details bestimmen, welche Daten ausgetauscht werden können und wie viel Integrationsaufwand erforderlich ist.

Unterstützung bei Entscheidungen zur vorausschauenden Instandhaltung

Betriebsstunden, Fehlerhistorien und sich ändernde Prozesswerte können zur vorausschauenden Instandhaltung beitragen. Mit geeigneten Zustandssensoren und Analysewerkzeugen helfen diese Aufzeichnungen Ingenieuren dabei, Anzeichen einer Verschlechterung zu erkennen.

Das reine Erfassen von Messwerten reicht nicht aus, um einen Ausfall vorherzusagen. Die Teams müssen verstehen, welche Veränderungen von Bedeutung sind und wann ein Eingreifen erforderlich wird.

Unser Artikel „Wie Ersatzteile die vorausschauende Instandhaltung unterstützen“ befasst sich damit, wie die Vorbereitung von Ersatzkomponenten dazu beiträgt, diese Erkenntnisse in rechtzeitige Instandhaltungsmaßnahmen umzusetzen.

Ältere Steuerungen verfügen möglicherweise nur über begrenzte Kommunikationsmöglichkeiten oder Rechenkapazitäten. Auch Programmierwerkzeuge und technischer Support sind unter Umständen schwerer zu finden, was die Integration erschwert.

Die Verfügbarkeit von Hardware ist ein weiterer Aspekt, der bei der Planung von Modernisierungen zu berücksichtigen ist. Wenn sich eine SPS oder ein zugehöriges Modul dem Ende ihrer unterstützten Lebensdauer nähert, kann es schwieriger werden, kompatible Ersatzteile zu finden. Eine frühzeitige Überprüfung der Verfügbarkeit von Komponenten kann Wartungsteams dabei helfen, Reparaturen zu planen, geeignete Geräte weiter zu nutzen und unnötige Ausfälle zu vermeiden.

Gateways können bestehende Anlagen an neuere Software anbinden. Ihre Eignung hängt jedoch von der Steuerung, den verfügbaren Schnittstellen und der vorgesehenen Anwendung ab.

Das Netzwerkdesign verdient ebenso große Aufmerksamkeit. Zusätzliche Zugriffswege erfordern kontrollierte Zugriffsrechte und eine angemessene Trennung zwischen den Systemen. Bei der Datenerfassung muss zudem vermieden werden, dass die Maschinensteuerungen übermäßig belastet werden.

Ein gezielter Testlauf bietet einen sinnvollen Ausgangspunkt. Wählen Sie ein Problem aus, ermitteln Sie, welche Informationen Sie benötigen, und prüfen Sie, ob die vorhandene Hardware diese zuverlässig liefern kann. So lässt sich der voraussichtliche Nutzen ermitteln, bevor Sie sich auf ein größeres Projekt festlegen.

SPSen werden voraussichtlich immer enger mit Diagnosesoftware und Tools verzahnt, die Informationen in der Nähe der Maschinen verarbeiten. Lokale Analysen können Teams dabei helfen, umgehend zu reagieren und gleichzeitig ausgewählte Ergebnisse an übergeordnete Unternehmenssysteme weiterzuleiten.

Mit der Weiterentwicklung der Funktionen wird die Auswahl der Ausrüstung über den reinen Vergleich von Merkmalen hinausgehen. Supportdauer, Kompatibilität und der Zugang zu technischem Fachwissen bleiben wichtige Kaufkriterien.

Bei bestehenden Anlagen kann die Umstellung schrittweise erfolgen. Durch die Überprüfung individueller Einschränkungen können Unternehmen Änderungen entsprechend den Produktionsanforderungen und geplanten Stillständen priorisieren.

Unter CJS Automation liefern wir SPS-Systemkomponenten für aktuelle und bereits installierte Anlagen. Darüber hinaus bieten wir Reparatur- und Austauschdienste an, um Ihnen bei der Behebung von Störungen zu helfen und die Lebensdauer Ihrer bestehenden Anlagen zu verlängern.

Ganz gleich, ob Sie ein Ersatzteil benötigen, Unterstützung bei einem defekten Gerät oder Teile für eine geplante Modernisierung – wenden Sie sich mit Ihren Artikelnummern und Anforderungen an unser Team. Wir helfen Ihnen gerne dabei, geeignete Optionen zu finden und die nächsten Schritte entsprechend Ihren Produktions- und Wartungsanforderungen zu organisieren.